Aquaphon

So hört ein System wie AQUAPHON das Leck

Was zum System AQUAPHON gehört

Die Produktbroschüre des Herstellers beschreibt mehrere Systeme mit den Empfängern A 50, A 150 und A 200.^[1] Gemeinsam ist ihnen die Aufnahme über Piezo-Mikrofone mit optimierten Frequenzgängen, eingesetzt von der Vorortung bis zur punktgenauen Lokalisation.^[1] Das größte System speichert die GNSS-Position, hat einen Audioplayer zum Vergleich von Leckgeräuschen, eine Gehörschutzfunktion, eine Dokumentationssoftware und die Schutzklasse IP67.^[1]

Das kompakte System mit dem Empfänger A 150 scannt nach der Broschüre die Frequenzen automatisch, um Störgeräusche zu verringern, kann mit einer optionalen Antenne auch Leitungen orten und läuft mit einer Akkuladung bis zu 50 Stunden.^[1] Das Einsteigersystem mit dem Empfänger A 50 arbeitet mit kabellosen Kopfhörern und an das Gehör anpassbaren Frequenzbereichen.^[1]

Für die schnelle Vorortung gibt es einen eigenen Teststab mit digitaler Messwertanzeige und acht voreingestellten Filterstufen, der direkt an Hydrant, Schieber oder Hausanschluss angesetzt wird.^[1] Der Hersteller bietet daneben Korrelatoren, ein Gerät für Tracergas und Geräuschlogger für die dauerhafte Netzüberwachung an, die unter eigenen Namen laufen, die Logger übertragen ihre Daten nach der Broschüre per Funk und erreichen je nach Modell Batterielaufzeiten von bis zu 12 Jahren.^[1]

Mikrofone für jede Oberfläche

Zum System gehören je nach Aufgabe unterschiedliche Mikrofone. Die Broschüre ordnet sie so zu: ein Bodenmikrofon für befestigte Oberflächen, ein zweites für unbefestigte, ein Tastmikrofon zum Vororten an Armaturen, ein Universalmikrofon in mehreren Längen für befestigte und unbefestigte Flächen und für Armaturen, ein Körperschallmikrofon für die Leckortung im Innenbereich und ein schlankes Mikrofon für schwer zugängliche, frei verlegte Leitungen.^[1]

Auf weichem Untergrund hilft nach der TU Graz ein Bodenmikrofon mit Dornansatz, um eine gleichmäßige Geräuschübertragung zu erreichen, während eine glatte Asphaltdecke oder ein gleichartiger Plattenbelag eine bessere Ankopplung bietet als ein bewachsener Boden.^[2] Eine Filter-Optimierungsfunktion kann die Suche vereinfachen: Das Gerät analysiert eine Geräuschprobe und stellt selbst den Frequenzbereich ein, in dem das Leck am deutlichsten hervortritt.^[2]

Von der Horchdose zum elektronischen Empfänger

Geortet wurde nach dem Geräuschprinzip schon lange vor der Elektronik. Die Diplomarbeit der TU Graz beschreibt die mechanische Horchdose, an deren oberem Ende eine kleine Dose aus Bronzeblech sitzt, an der der Lecksucher das Geräusch an den Kontaktstellen abhört, sie wird im DVGW-Arbeitsblatt W 392 und in der österreichischen Richtlinie der ÖVGW noch erwähnt.^[2]

Zur Lokalisierung diente das Membrangeophon: Eine gewichtsbelastete Membran in einer Metalldose wird schon von geringen Bodenschwingungen bewegt, ein Schlauch überträgt die Schwingung zum Ohr, und weil die Membran viel größer ist als das Trommelfell, verstärkt sie das Geräusch mechanisch, vergleichbar einem Stethoskop.^[2] Im Lauf der Zeit ersetzten elektronische Mikrofone diese Geräte, das Prinzip blieb dasselbe.^[2] Im Haus wird es heute zum Beispiel eingesetzt, wenn Wasser aus der Decke tropft und die undichte Leitung im Geschoss darüber gesucht wird.

Der Schleppzeiger: die Anzeige gegen Störgeräusche

Digitale Anzeigen zeigen, ob das Geräusch an einer Kontaktstelle lauter oder leiser ist als an der vorigen. Weil wechselnde Umweltgeräusche die Anzeige schwanken lassen, haben moderne Geräte nach der Arbeit eine Schleppzeiger-Funktion, die den minimalen Geräuschwert am Messpunkt festhält.^[2] Wird das Geräusch durch eine Störung lauter, bleibt die Anzeige stehen, wird es leiser, sinkt sie weiter, und aus dem Vergleich mit dem letzten Wert erkennt man, ob die Leckstelle noch vor einem liegt oder schon überschritten ist.^[2]

Der Gedanke dahinter ist einfach: Ein Leck rauscht ständig, eine Störung kommt und geht. Wer den leisesten Wert einer Messung festhält, misst das Leck und nicht den vorbeifahrenden Lastwagen. Zeigt sich im Haus ein feuchter Fleck an der Wand über einer Wasserleitung, hilft dieselbe Funktion gegen die Geräusche von Pumpen und Haushaltsgeräten.

Geräuschpegelmessung über Nacht

Nachts zwischen 2 und 4 Uhr wird am wenigsten Wasser verbraucht, und Verkehr stört am wenigsten, darum setzen Versorger nach der Arbeit zusätzlich Geräuschpegelmessgeräte ein.^[2] Sie werden tagsüber an Kontaktstellen angebracht, speichern in der Nacht die minimalen Geräuschpegel und werden danach am Rechner ausgewertet.^[2]

Nach den Angaben in der Arbeit erkennt ein solches Gerät an Stahlleitungen bis 250 Millimeter ein Leckgeräusch in einem Umkreis von etwa 300 Metern, an Kunststoffleitungen nur bis etwa 80 Meter, und als grober Richtwert werden in einem gewachsenen Netz etwa 3 Geräte je Kilometer angenommen.^[2] Eine typische Messung dauert 30 bis 60 Minuten mit einem Wert je Sekunde, und liegen die nächtlichen Minimalpegel über einem Schwellenwert oder steigen sie von Nacht zu Nacht an, besteht ein begründeter Leckverdacht.^[2] Mit einer aufgezeichneten Geräuschprobe lässt sich nach der Arbeit prüfen, ob wirklich ein Leck rauscht oder etwa ein Gasdruckregler oder ein elektrisches Kabel.^[2]

Diese Art der Überwachung gehört zu den Aufgaben, die das DVGW-Arbeitsblatt W 392 regelt: Es behandelt neben der Wasserbilanz und den Kennzahlen auch Ortung, Überwachung und Quantifizierung des realen Wasserverlusts, einschließlich Messzonen und Nachtmindestverbrauchsmessung.^[3] Das heute gültige Arbeitsblatt ersetzt die Fassung vom Mai 2003.^[3]

Wie ein Versorger sein Netz abhört

Wie Logger und Bodenmikrofon im Alltag zusammenarbeiten, beschreibt der Versorger Gelsenwasser für sein Verteilungsnetz von über 5.700 Kilometern Länge.^[4] Selbst große Leckagen können dort lange unentdeckt bleiben, wenn das Wasser ins Erdreich abfließt.^[4] Das Netz ist in Überwachungsbezirke eingeteilt, jedes Jahr wird ein Bezirk schwerpunktmäßig überwacht, und ein Mitarbeiter setzt dort nahezu täglich Geräuschlogger in Abständen von 100 bis 200 Metern auf die Leitung, magnetisch an Hydranten oder Schiebergestängen.^[4]

Die Logger bleiben in der Regel 24 bis 48 Stunden und hören mit Körperschallmikrofonen, am besten nachts, wenn der Straßenverkehr ruht und kaum Wasser verbraucht wird.^[4] Deuten die Messwerte auf ein Leck, sucht der Mitarbeiter die genaue Stelle mit Korrelator oder Bodenmikrofon, und eine Loggerliste hält als Prüfbeweis fest, welcher Logger wo stand und was er gemessen hat.^[4] Parallel überwacht ein Leitstand Durchfluss und Druck rund um die Uhr und schlägt Alarm, wenn ein Rohrbruch den Durchfluss steigen oder den Druck fallen lässt.^[4]

Was ein Gerätename über das Ergebnis sagt

Nichts, für sich genommen. Die Hörbarkeit eines Lecks hängt von Leckart, Druck, Rohrmaterial, Tiefe, Untergrund und Umgebungslärm ab, und am meisten hängt nach der TU Graz vom Menschen am Kopfhörer ab, der feine Lautstärkeunterschiede sicher heraushören muss.^[2] Bei drucklosen Leitungen, bei tiefen Rohren unter dicken Aufbauten und in lauter Umgebung stößt jede akustische Ortung an dieselben Grenzen, gleich welcher Name auf dem Koffer steht.

Die Wasserverluste im deutschen Versorgungsnetz liegen nach dem Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft bei etwa 6 Prozent und gehen seit den 1990er Jahren zurück.^[5] Dass sie so niedrig sind, liegt auch daran, dass Versorger ihre Netze regelmäßig mit solchen Geräten absuchen.

Wie wir AQUAPHON und ähnliche Geräte einsetzen

Im Haus beginnen wir mit der Druckprobe und grenzen den undichten Strang ein. Danach horchen wir an Armaturen, Verteilern und sichtbaren Rohrstücken vor und orten mit dem Bodenmikrofon über Estrich und Fliesen nach, möglichst in einer ruhigen Tageszeit und mit abgeschalteten Geräten.

Den lautesten Punkt bestätigen wir mit einem zweiten Verfahren, bevor geöffnet wird. Messpunkte, Filtereinstellung und Befund halten wir fest, damit nachvollziehbar bleibt, warum an genau dieser Stelle aufgemacht wurde.